一、对象创建的方式

• new关键字，调用构造方法
  • 最常见的方法
  • 调用当前xx的静态方法，会调用当前xx的构造器，也是属于实例化
  • 创建xxx的对象，但是没有静态方法。也可以使用xxxBulider/xxxFactory类似的静态方法
• class的newInstance()
  • 反射的方式，只能调用空参数的构造器，权限必须是public。使用条件比较苛刻，所以在jdk9后标记为过时，不建议使
  • 如果 Super 类没有无参构造方法，运行程序时则会抛出一个 InstantiationException 实例化异常
• Constructor的newInstance(xxx)
  • 原理也是使用反射的方式。可以调用空参、带参的构造器。对权限没有要求
• 使用clone()
  • 不会调用任何构造器，但是需要当前类实现Cloneable接口，实现clone()，本质上是一个浅复制。
• 使用反序列化
  • 从文件中、网络中获取一个对象的二进制流，还原成内存中的一个对象
• 使用第三方库
  • Objenesis

二、创建对象的步骤

总体来看一共是六步

1. 判断对象对应的类是否加载、链接、初始化
2. 为对象分配内存
   • 如果内存规整
     • 指针碰撞
   • 如果内存不规整
     • 虚拟机需要维护—个列表
     • 空闲列表分配
3. 处理并发安全问题
   • 采用CAS配上失败重试保证更新的原子性
   • 每个线程预先分配—块TLAB
4. 初始化分配到的空间
   • 所有属性设置默认值，保证对象实例字段在不赋值时可以直接使用
5. 设置对象的对象头
6. 执行init方法进行初始化

详细解释

1、判断对象对应的类是否加载、链接、初始化

虚拟机遇到一条new指令，首先去检查这个指令的参数能否在Metaspace（元空间）的常量池中定位到一个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已经被加载、解析和初始化。(即判断类元信息是否存在)。如果没有，那么在双亲委派模式下，使用当前类加载器以ClassLoader+包名+类名为Key进行查找对应的.class文件。如果没有找到文件，则抛出ClasSNotFoundException异常，如果找到，则进行类加载，并生成对应的Class类对象

2、为对象分配内存

1. 首先计算对象占用空间大小，接着在堆中划分一块内存给新对象。
2. 如果实例成员变量是引用变量，仅分配引用变量空间即 ，即4个字节大小。

这里存在内存是否规整的问题，因为在实际的内存中可能是碎片化的，不是连续的空间。

• 如果内存是规整的，那么虚拟机将采用的是指针碰撞法Bump The Pointer 来为对象分配内存。
  意思是所有用过的内存在一边，空闲的内存在另外一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器，分配内存就仅仅是把指针向空闲那边挪动一段与对象大小相等的距离罢了。如果垃圾收集器选择的是Serial、ParNew这种基于压缩算法的，虚拟机采用这种分配方式。一般使用带有compact（整理）过程的收集器时，使用指针碰撞。
• 如果内存不是规整的，已使用的内存和未使用的内存相互交错，那么虚拟机将采用的是空闲列表法来为对象分配内存。
  意思是虚拟机维护了一个列表，记录上哪些内存块是可用的，再分配的时候从列表中找到一块足够大的空间划分给对象实例，并更新列表上的内容。这种分配方式成为“空闲列表(Free List ) ".

说明：选择哪种分配方式由java堆是否规整决定，而java堆是否规整又是由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定的

3、处理并发安全问题

• 采用CAS配上失败重试保证更新的原子性
  • CAS的全称为Compare-And-Swap，直译就是对比交换。是一条CPU的原子指令，其作用是让CPU先进行比较两个值是否相等，然后原子地更新某个位置的值。

    - 假设内存中存在一个变量`i`，它在内存中对应的值是**A**（第一次读取），此时经过业务处理之后，要把它更新成**B**，那么在更新之前会再读取一下`i`现在的值**C**，如果在业务处理的过程中`i`的值并没有发生变化，也就是**A**和**C**相同，才会把`i`更新（交换）为新值**B**。如果**A**和**C**不相同，那说明在业务计算时，`i`的值发生了变化，则不更新（交换）成**B**。

• 每个线程预先分配—块TLAB
  • 参考这里→ 对象分配过程 TLAB

4、初始化分配到的空间

给对象的属性进行默认值的初始化

这里的默认初始化指的是下面这种情况

int i = 100; // 默认初始化为0
boolean f = true; // 默认初始化为false

5、设置对象的对象头

将对象的所属类（即类的元数据信息)、对象的HashCode和对象的GC信息、锁信息等数据存储在对象的对象头中。这个过程的具体设置方式取决于JVM实现。

6、执行init方法进行初始化

这里可以相对于第四步中的初始化看为显式的初始化。

• 类的构造器里初始化
• 类的显式初始化
• 代码块中的初始化

在Java程序的视角看来，初始化才正式开始。初始化成员变量，执行实例化代码块，调用类的构造方法，并把堆内对象的首地址赋值给引用变量。
因此一般来说（由字节码中是否跟随有invokespecial指令所决定），new指令之后会接着就是执行方法，把对象按照程序员的意愿进行初始化，这样一个真正可用的对象才算完全创建出来。

三、对象的内存布局

对象头

• 运行时元数据
  • 哈希值 （HashCode）
    • 这里的哈希值也就是对象实例存放在堆空间中的地址
  • GC分代年龄
  • 锁状态标识
  • 线程持有的所
  • 偏向线程id
  • 偏向时间戳
• 类型指针
  • 指向类元数据InstanceKlass 确定该对象的类型
  • 不是所有类都会保留这个类型指针
• 补充，如果是数组，还需要保存数组的长度

实例数据

即对象真正存储的有效信息。包括程序代码中定义的各种类型的字段。包括从父类继承下来的和自己本身拥有的字段

这里存在一些规则

• 相同宽度的字段总是分配在一起
• 父类中定义的变量会出现在子类之前
• 如果CompactFields参数为true(默认为true):子类的窄变量可能插入到父类变量的空隙

对齐填充

非必须的

对象访问的方式

这里简单记录下

• 句柄访问

  优点：reference中存储稳定句柄地址，对象被移动(垃圾收集时移动对象很普遍）时只会改变句柄中实例数据指针即可,reference本身不需要被修改。也就是不用改变栈帧里面对象的引用地址

  缺点：需要在堆空间中开辟一块专用的空间给句柄

  

• 直接访问（hotspot采用）

  • 优点：不占用堆空间大小
  • 缺点：对象移动时地址改变会改变栈帧里面对象的引用地址